Application of GPU to solving the problems of gas dynamics with consideration of chemical kinetics equations

Authors

  • B.P. Rybakin
  • L.I. Stamov
  • E.V. Egorova

Keywords:

computational fluid dynamics
CFD
mathematical modeling
gas dynamics
chemical kinetics
graphics accelerators
GPU

Abstract

The numerical results obtained when solving the two- and three-dimensional gas dynamics problems with consideration of chemical kinetics equations are discussed. The solution of gas-dynamic equations is performed with schemes like TVD (Total Variation Diminishing) on a hybrid system comprising of central processing units and graphics accelerators. The calculations show a good parallelization of gas dynamics problems and chemical kinetics problems on computing systems with graphics coprocessors.

New computational technologies

Downloads

Published

2013-01-19

Issue

Vol. 14 (2013): Issue 1.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

B.P. Rybakin

Scientific Research Institute for System Analysis of RAS (SRISA RAS)
• Professor, Leading Researcher

L.I. Stamov

Lomonosov Moscow State University,
Faculty of Mechanics and Mathematics
• PhD Student

E.V. Egorova

Lomonosov Moscow State University,
Faculty of Mechanics and Mathematics
• PhD Student

References

  1. NVIDIA CUDA. Programming Guide. 2012 (http://developer.nvidia.com/cuda-downloads).
  2. Рыбакин Б.П. Параллельное программирование для графических ускорителей. М.: НИИСИ РАН, 2011.
  3. Cмирнов Н.Н., Никитин В.Ф., Шурехдели Ш.А. Переходные режимы распространения волн в метастабильных системах // Физика горения и взрыва. 2008. 44, № 5. 25-37.
  4. Smirnov N.N., Nikitin V.F., Phylippov Yu.G. Deflagration to detonation transition in gases in tubes with cavities // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2010. 83, N 6. 1287-1316.
  5. Smirnov N.N., Nikitin V.F., Shurekhdeli S.A. Investigation of self-sustaining waves in metastable systems: deflagration-to-detonation transition // Journal of Propulsion and Power. 2009. 25, N 3. 593-608.
  6. Jiang G.-S., Tadmor E. Nonoscillatory central schemes for multidimensional hyperbolic conservation laws // SIAM J. Sci. Comput. 1998. 19. 1892-1917.
  7. Maas U., Warnatz J. Ignition processes in hydrogen-oxygen mixtures // Combustion and Flame. 1988. 74, N 1. 53-69.
  8. Рыбакин Б.П., Шидер Н.И. Построение параллельных алгоритмов для решения задач гравитационной газовой динамики // Вычислительные методы и программирование. 2010. 11. 388-394.
  9. Rybakin B. Modeling of 3D problems of gas dynamics on multiprocessing computers and GPU // Computers &; Fluids. 2012.
    doi 10.1016/j.compfluid.2012.01.016
  10. Рыбакин Б.П., Стамов Л.И. Использование многопроцессорных вычислительных систем и графических ускорителей для моделирования задач газодинамики // Тр. Междунар. суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: экзафлопсное будущее» (19-24 сентября 2011 г., Новороссийск). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011. 84-89.
  11. Рыбакин Б.П., Егорова Е.В. Решение задач газовой динамики на графических ускорителях // Тр. Междунар. суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: экзафлопсное будущее» (19-24 сентября 2011 г., Новороссийск). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011. 326-331.
  12. Рыбакин Б.П., Егорова Е.В., Стамов Л.И. Решение задач газодинамики с химической кинетикой на графических процессорах // Тр. Междунар. суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: экзафлопсное будущее» (17-22 сентября 2012 г., Новороссийск). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2012. 483-490.
  13. Балашов М.Е., Горячев В.Д., Смирнов Е.М. Визуализация результатов численного эксперимента при моделировании нестационарных течений с большим объемом данных в системе HDVIS // Тр. Междунар. суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: экзафлопсное будущее» (22-27 сентября 2008 г., Новороссийск). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. 55-59.